光光 的的 衍衍 射射1一、实 验 目 的1观察单缝衍射现象及特点；2测定单缝衍射时的相对光强分布；二、实 验 仪器 GSZ-光学平台（配有光具座、氦氖激光管及电源、狭缝、光电池、光电转换器和数字式灵敏电流计、扩束境、观察屏等）。2三、实三、实验验原原理理1、光的衍射的定义 光在传播过程中遇到障碍物时，它的波阵面受到限制，光会绕过障碍物，改变光的直线传播，这种现象称为光的衍射。 2、光的衍射的分类 衍射现象按光源、单缝（障碍物或开孔）、观察屏（衍射场）三者间距离的大小可分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射。3 光源和观察屏两者或两者之一到单缝的距离比较小,特点是入射光束和衍射光束都不是平行光或两者之一不是平行光。 光源和观察屏均距离单缝无限远时的情况，也就是平行光通过单缝的衍射。理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。43、单缝夫朗和费衍射的光强分布规律单缝的夫朗和费衍射如图3所示，根据惠更斯-菲涅耳原理，可导出其光强分布规律为图3 单缝的夫朗和费衍射原理图 5（1）当 时，即衍射角 或 时有 故 ，衍射花样中心 的光强达到最大值（亮条纹），称为主极大。讨论 :6对应点的光强为极小（即出现暗条纹）， 称为极小值级次。若用 表示光强极小值点到中心点 的距离，因衍射角 极小，则（2）当 ， 即则7 图4 单缝衍射的相对光强分布曲线 （3）两相邻暗纹间的亮条纹称为次极大。各级极大的位置和相应的光强如下表： 8四、实验内容及步骤 1、单缝夫朗和费衍射现象（1）安排实验仪器和光路（实验装置如下）图5 实验光路装置示意图A、将He-Ne激光器、单缝、观察屏按顺序排 列在光学平台上（应使L尽可能大）。B、打开激光器电源，将电流大小调整在4至 6mA。9(2)、观察夫朗和费衍射现象A、改变缝宽a，观察观察屏上的衍射花样 的变化规律，并作记录。B、改变单缝至观察屏间的距离L，观察屏 上的衍射花样的变化规律，并作记录。C、调节各元件等高共轴，使激光垂直照 射在狭缝的刀口上，并在观察屏上形 成清晰的衍射图像。10 调节光电转换器的移位螺钉，测出中央主极大光强 和 的次极大光强 验证理论结果(3)、测量移去观察屏，换上光电转换 器,使数字式灵敏检流计与之相连， 如图所示。图6 实验光路装置示意图112、单缝的菲涅耳衍射现象 在激光源与狭缝间插入一扩束镜，使激光束发散照射单缝而产生菲涅耳衍射如下图所示：A、改变缝宽观察单缝衍射花样的变化规律。 B、改变狭缝到观察屏之间的距离观察衍射花 样的变化规律。图7 实验光路装置示意图12